Généralités sur le Béton

Généralités sur le Béton

Est considéré comme béton, tout aggloméré composé des granulats de différentes dimensions et d’un liant durcisseur qui réagit en contact avec de l’eau par cristallisation physico-chimique et éventuellement ajouté d’adjuvant. Selon la nature et les dimensions des granulats qui constituent le béton, il en existe des différents types : le béton cyclopéen (moellons), gros béton (avec des cailloux 4/7), le béton de gravillons (avec des granulats 5/25) et le béton de sable. Le béton est dit léger, quand on utilise des granulats légers comme les pouzzolanes. Le béton est plein quand le mortier remplit exactement les vides et est creux quand le mortier comporte des vides entre les gros éléments. Le béton est ternaire quand il est composé de trois granulats : sables, graviers et gravillons. Le béton est binaire lorsqu’il ne contient que deux composants inertes : sables et graviers, on dit qu’il est binaire.

Les constituants du béton

Nous avons indiqué que le béton s’obtient en mélangeant de liant, des granulats, de l’eau et d’adjuvant. Chaque constituant joue un très grand rôle dans la fabrication du béton et ses caractéristiques influent sur les propriétés et la destination du matériau.

Granulats

Définition
Les « Granulats »sont des matériaux inertes, grenus, soit roulés et déposés par les cours d’eau, soit concassés en carrière. Avant 1983, ils s’appelaient dans les normes, agrégats. Un granulat est constitué par l’ensemble des grains minéraux fins, sables, gravillons ou cailloux suivant leur taille ou leurs granulométries comprises entre 0 et 125 mm.

Classifications
Il existe plusieurs classes de granulats selon la norme XP P18-540 :
– En fonction de leur coupure granulométrique
➤ Filler, 0 / D avec D < l mm et au moins 70% passant à 0,063 mm;
➤ Sablon, 0 / D avec D < 2mm et au moins 70% passant à 0,063 mm;
➤ Sable, 0 / D avec l < D < 6,3 mm;
➤ Gravillon, d / D avec d > l mm et D < 125mm
– En fonction de leur origine
➤ Les granulats naturels, n’ont reçu que de traitement mécanique et ils sont issus de roches meubles ou massives.
➤ Les granulats artificiels, obtenus à partir de la transformation thermique et mécanique de roches ou de minérales.
➤ Les granulats recyclés, proviennent de la démolition d’ouvrages.
– En fonction de leur masse volumique réelle(MVR)
➤ Granulats légers, avec une MVR inférieure à 2 t/m3;
➤ Granulats courants, avec une MVR comprise entre 2 et 3 t/m3;
➤ Granulats lourds, avec une MVR supérieure à 3 t/m3 .

Propriétés
Les granulats employés pour la confection des bétons doivent satisfaire certaines conditions :
➤ Les caractéristiques physiques et chimiques et l’origine des roches, ne doivent pas avoir d’action sur le ciment et inaltérable à l’air et à l’eau. Elles proviennent des roches inertes qui ne contiennent pas en effet d’impuretés nuisibles aux propriétés essentielles du béton ni susceptibles d’altérer les armatures et les autres matériaux. Le charbon et ses résidus ainsi que les matières organiques, même en très petite quantité, peuvent nuire au durcissement du béton, car les acides formés par la décomposition des déchets végétaux peuvent se combiner aux sels alcalins du ciment. Les matières solubles telles que le limon, la vase, l’argile et les matières extra-fines ne sont tolérées qu’en faible proportion par brassage de l’agrégat sous l’eau. Ces matières troublent le liquide, ainsi que les sulfures et les sulfates comme le gypse et l’anhydrite.
➤ La forme des éléments des granulats joue aussi un rôle essentiel sur les propriétés du béton. Les sables et graviers sont considérés comme de la sphère s’ils sont arrondis, ou comme du cube s’ils sont anguleux. Les granulats contenant une forte proportion des grains de mauvaise forme doivent être écartés, comme les matériaux comprenant des formes des plaquettes ou des aiguilles.

Sables
Le sable provient des grains de la désagrégation des roches. Sa grosseur est généralement inférieure à 6 mm et son poids au mètre cube est d’environ de 1600 kg. Le sable utilisé ne doit comporter ni matières organiques ni terres, ni argiles (fines), il doit être propre. La variation de la grosseur des grains joue un rôle majeur sur la qualité du béton obtenu. Les sables peuvent être classés en trois catégories suivant ses dimensions :
➤ La dimension des sables fins se situe entre 0 et 0,5 mm;
➤ les sables moyens ont de la dimension comprise entre 0,5 mm et 2 mm;
➤ les sables gros ont mésurent entre 2 mm et 5 mm.

Pierrailles
Les pierrailles sont obtenues des fragments de roches dont la grosseur est généralement comprise entre 5 et 25 mm. Leur poids au mètre cube est d’environ 1400 kg. Les matériaux roulés sont extraits du lit des rivières et ceux concassés proviennent du concassage de roches dures. Les pierrailles doivent être propres et dures.

Liants

Les chaux hydrauliques et les ciments constituent des liants hydrauliques. L’emploi de la chaux n’est en vogue malgré à l’heure actuelle malgré sa résistance au feu et sa longue durée de vie car le ciment a une performance mécanique élevée et une rapidité de prise. La présente étude va considérer seulement le ciment qui s’emploi dans l’étude du Béton de sable. Il existe deux sortes de ciments :
o Les ciments proprement dits;
o Les ciments équivalents.

Les ciments 

Définition
Les ciments sont des liants hydrauliques fabriqués à partir des matières suivantes :
➤ Du clinker, obtenu par cuisson de matières premières qui contiennent de la chaux, de la silice, de l’alumine et l’oxyde de fer, jusqu’à fusion partielle à un mélange dosé et homogénéisé;
➤ Du laitier qui provient des hauts fourneaux par refroidissement brusque de la scorie en fusion;
➤ De la pouzzolane ou des cendres volantes en provenance des centrales thermiques;
➤ Des fillers, obtenus par broyage de roches de qualités convenables et qui, par leur granularité, agissent sur certaines qualités des ciments (exemple : la maniabilité,…).

Les adjuvants

Définition
Les adjuvants sont des mélanges de produits minéraux ou organiques, ou des produits chimiques «purs » et avec lesquels généralement on ajoute aux bétons lors de leur malaxage ou lors de leur mise en œuvre. Les homogénéités de ces adjuvants et leur répartition dans la masse du béton déterminent leur efficacité. Plusieurs adjuvants ayant des fonctions différentes peuvent s’utiliser simultanément, soit pour obtenir des effets conjoints, soit pour corriger des effets secondaires non recherchés afin d’amplifier l’une des fonctions principales. Le dosage dans le béton et ses divers composants, en particulier du ciment peut varier en fonction de l’efficacité et des effets secondaires voulus. Pour éviter les interactions entre deux ou plusieurs adjuvants, l’utilisateur doit s’assurer que les adjuvants utilisés soient compatibles.

Fonctions des adjuvants
a) Fonction principale
La fonction principale d’un adjuvant consiste dans la ou les modifications majeures qu’il apporte aux propriétés de mortiers et (ou) coulis et (ou) bétons, à l’état frais ou durci. Le dosage de l’adjuvant et des matériaux utilisés joue un rôle prépondérant sur l’efficacité de cette fonction principale.
b) Fonction secondaire
Les fonctions secondaires résident dans une efficacité qui est le plus souvent indépendante de celle de la fonction principale. Un adjuvant peut également présenter accessoirement une ou plusieurs fonctions secondaires s’étendant au même domaine.
c) Effets secondaires
L’emploi d’un adjuvant peut entraîner des effets secondaires qui sans être recherchés n’en sont pas moins inévitables.

Table des matières

INTRODUCTION GENERALE
HISTORIQUE
CHAPITRE I : NOTION DE BETON
I-1) GENERALITES SUR LE BETON
I-2) LES CONSTITUANTS DU BETON
I-2-1) Granulats
I-2-1-1) Définition
I-2-1-2) Classifications
I-2-1-3) Propriétés
I-2-1-4) Sables
I-2-1-5) Pierrailles
I-2-2) Liants
I-2-2-1) Les ciments
a) Définition
b) Normalisation et classification
I-2-2-2) Le liant équivalent
I-2-2-3) Propriétés
I-2-3) Eau
I-2-4) Les adjuvants
I-2-4-1) Définition
I-2-4-2) Fonctions des adjuvants
a) Fonction principale
b) Fonction secondaire
c) Effets secondaires
I-2- 4-3) Les différents types d’adjuvants
a) Les plastifiants réducteurs d’eau
b) Super plastifiants hautement réducteurs d’eau
c) Rétenteurs d’eau
d) Entraîneurs d’air
e) Accélérateurs de prise et de durcissement
f) Retardateurs de prise
g) Hydrofuges
I-2-4-4) Les principaux adjuvants
I-2-5) Utilisations
CHAPITRE II : LES DIFFERENTS TYPES DE BETONS-ADDITIFS
II-1) DIFFERENTS TYPES DE BETONS
II-1-1) Béton non armé
II-1-1-1) Béton classique
II-1-1-2) Béton autoplaçant
II-1-1-3) Béton compacté
II-1-1-4) Béton fibré
II-1-1-5) Béton de sable
II-1-2) Béton armé
II-1-2-1) Béton simplement armé
II-1-2-2) Béton armé avec précontraint
II-2) CLASSIFICATIONS DES BETONS
II-2-1) Suivant la masse volumique
II-2-2) Suivant la nature du liant
II-2-3) Suivant la nature du plus gros granulat utilisé
II-2-4) Suivant la classe de résistance
II-2-5) Classe de consistance
II-3) ADDITIFS
II-3-l) Définition
II-3-2) Différents types d’additifs
II-3-2-1) Correcteurs granulaires
II-3-2-2) Les fibres
II-3-2-3) Les colorants
CHAPITRE III : FORMULATION DU BETON CLASSIQUE
III-1) PRINCIPE DE FORMULATION
III-1-1) Démarche à suivre
III-1-2) Recueil des données
III-1-3) Formulation
III-1-4) Test en laboratoire
III-1-5) Rectifications
III-2) EXEMPLE DE FORMULATION DU BETON « METHODE DREUX GORISSE »
III-2-1) Données de base
III-2-1-1) Nature et milieu de l’ouvrage
III-2-1-2) Résistance désirée
III-2-1-3) Consistance désirée
III-2-2) Formulation
III-2-2-1) Dosage en ciment
III-2-2-2) Dosage en eau
III-2-2-3) Qualités et dosage des granulats
III-3) EXEMPLE DE FORMULATION DU BETON « METHODE BARON-OLIVIER AVANCEE »
III-3-1) Objectifs
III-3-2) Principe
III-3-2-1) Augmentation de la résistance
III-3-2-2) Volume absolu des fines
III-3-2-3) Mode opératoire
CHAPITRE IV : BETON DE SABLE
IV-1) GENERALITES
IV-1-1) Définition du béton de sable
IV-1-2) Spécifications du béton de sable
IV-2) MATERIAUX COMPOSANTS DU BETON DE SABLE
IV-2-1) Sables
IV-2-2) Les ciments
IV-2-3) Les fines d’ajout(ou additions)
IV-2-4) L’eau
IV-2-5) Adjuvants
IV-2-6) Autres ajouts
IV-2-6-1) Les fibres
IV-2-6 -2) Les gravillons
IV-2-6 -3) Les colorants
CONCLUSION GENERALE

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